電解銅的提純和用途
銅的電解提純:將粗銅(含銅99%)預(yù)先制成厚板作為陽極,純銅制成薄片作陰極,以硫酸(H2SO4)和硫酸銅(CuSO4)的混和液作為電解液。通電后,銅從陽極溶解成銅離子(Cu)向陰極移動,到達(dá)陰極后獲得電子而在陰極析出純銅(亦稱電解銅)。粗銅中雜質(zhì)如比銅活潑的鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子(Zn和Fe)。由于這些離子與銅離子相比不易析出,所以電解時(shí)只要適當(dāng)調(diào)節(jié)電位差即可避免這些離子在陽極上析出。比銅不活潑的雜質(zhì)如金和銀等沉積在電解槽的底部。 這樣生產(chǎn)出來的銅板,稱為“電解銅”,質(zhì)量極高,可以用來制作電氣產(chǎn)品。 沉淀在電解槽底部的稱為“陽極泥”,里面富含金銀,是十分貴重的,取出再加工有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。把電解銅再進(jìn)一步加工,可制作成為極細(xì)的電解銅粉。
銅電解精煉的原理如下:
陽極反應(yīng):Cu—2e = Cu2+Me—2e = Me2+H2O—2e=2H++1/2O2SO42-—2e=SO3+1/2O2式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更負(fù)電性的金屬,它們從陽極上溶解進(jìn)入溶液。H2O和SO4 2-失去電子的反應(yīng)由于其電位比銅正,故在正常情況下不會發(fā)生。貴金屬的電位更正,不溶解,而進(jìn)入陽極泥。
陰極反應(yīng):Cu2++2e=Cu2H++2e=H2Me2++2e=Me在這些反應(yīng)中,具有標(biāo)準(zhǔn)電位比銅正、濃度高的金屬離子才可能在陰極上被還原,但它們在陽極不溶解,因此只有銅離子還原是陰極反應(yīng)的主要反應(yīng)。
電解銅的用途:
電解銅被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域,在我國有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。
銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大,占總消費(fèi)量一半以上。用于各種電纜和導(dǎo)線,電機(jī)和變壓器的繞阻,開關(guān)以及印刷線路板等。
在機(jī)械和運(yùn)輸車輛制造中,用于制造工業(yè)閥門和配件、儀表、滑動軸承、模具、熱交換器和泵等。
在化學(xué)工業(yè)中廣泛應(yīng)用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。
在國防工業(yè)中用以制造子彈、炮彈、槍炮零件等,每生產(chǎn)100萬發(fā)子彈,需用銅13--14噸。
在建筑工業(yè)中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。